PROJETO GRANDES ESTRUTURAS BARRAGEM ABÓBADA

CENTRO UNIVERSITÁRIO ANHANGUERA -

UNIAN

GRANDES ESTRUTURAS BARRAGEM ABÓBADA

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Trabalho apresentado ao curso de Engenharia Civil da Instituição Centro Universitário Anhanguera de Niterói. Como exigência para a avaliação, sob orientação do professor Marllus Paiva.

Niterói

2018

Sumário

1 -Introdução        3

2 - Finalidade        5

3 – Parâmetros e variáveis para projeto        7

4 - Características de projeto        21

5 - Exemplos brasileiros e Internacional        25

6 - Falhas e erros observados        32

        1 -Introdução

Em engenharia, barragem é uma estrutura de retenção de água, que poderá ser feita de alvenaria de pedra, concreto ou materiais soltos (terra ou enrocamento). Estas devem resistir às ações solicitantes, sendo a pressão da água a principal, e evacuar as cheias quando necessário. Em cada caso as características do terreno e as funcionalidades que se pretendem da obra ditam a escolha do tipo mais adequado de barragem.

As barragens devem ainda ser duráveis, visto que são obras onerosas. Assim, as tensões máximas devem ser bem inferiores aos limites de elasticidade dos materiais, e o seu normal funcionamento como estruturas hidráulicas deve ser isento de erosões provocadas pelos escoamentos da água. Normalmente as barragens são construídas no vale de um curso de água, podendo ter um ou vários dos seguintes fins: abastecimento da população, rega, produção de energia, controle de cheias, navegabilidade e atividades de lazer.

As barragens de concreto são classificadas, em relação ao seu tipo, sendo gravidade ou abóbada, mas existem muitas obras que associam estas duas tipologias, nomeadamente as barragens de contrafortes e de abóbadas múltiplas. As barragens gravidade podem ser maciças ou aligeiradas. As barragens abóbada podem ser cilíndricas ou de dupla curvatura.

As barragens abóbada são aquelas em que a forma é determinante para resistir à pressão da água, funcionando a estrutura como arco, sendo as forças transferidas para os apoios, o que requer a existência de maciços rochosos de boa qualidade. Estas barragens são as mais esbeltas e as que mobilizam menos quantidade de concreto na sua construção. Quando a barragem tem curvatura apenas em planta, é chamada de abóbada cilíndrica. Quando a barragem é curva na vertical e na horizontal, é designada por abóbada de dupla curvatura. As barragens abóbada têm formas mais complexas que as barragens gravidade, sendo mais exigente o seu projeto e a sua construção. (MELIÇO, 2010)

As barragens em abóbada são estruturas de concreto em massa com curvatura em planta e em altura, com a convexidade voltada para montante, de forma que, para as ações principais (peso próprio, pressão hidrostática e variações térmicas) não ocorram tensões de tração significativas: deste modo, tira-se partido de o fato da resistência do concreto à compressão ser substancialmente superior à sua resistência à tração. Devido ao efeito de arco, o peso próprio e o impulso hidrostático são transmitidos para as encostas através de um campo de tensões caracterizado por tensões de compressão, aproximadamente perpendiculares às encostas.

Existem barragens de curvatura simples (apenas em planta) e de dupla curvatura (em planta e em altura); nestas obras a espessura é, em geral, reduzida podendo contudo classificar-se como esbeltas, pouco espessas ou espessas. Estas barragens podem atingir alturas bastante elevadas, sendo aconselhada a sua escolha para regiões com vales acentuados em maciços rochosos de boa qualidade (maciço de fundação com elevada resistência). (SARMENTO, 2010)

2 - Finalidade

A finalidade principal de uma barragem está ligada ao seu aproveitamento hidráulico. As prestabilidades hidráulicas são todas as aplicações cuja realização se baseia na utilização da água. (CERDEIRA, 2011)

A construção de barragens não é uma atividade recente. Desde a antiguidade que os povos utilizam barreiras para a criação de reservatórios de água, com a função de irrigação, abastecimento e navegação. Atualmente, sua construção não se limita somente a essas finalidades.

Com o consumo cada vez maior de energia, houve necessidade de aproveitar o potencial da água retida pelas barragens como fonte de energia.

Assim, as barragens passaram, também, a permitir o aproveitamento desse potencial. É possível distinguir diversos fins para as barragens, conforme sua utilização. (MOREIRA, 2012)

Controle de cheias – devido à ocupação humana e à degradação da bacia, às vezes há necessidade de reter temporariamente grandes volumes de água para evitar inundações;

Contenção de Rejeitos de minerações – estas barragens servem para conter as águas provenientes das minerações, a fim de evitar que as substâncias químicas invadam os mananciais;

Correção torrencial – embora de pequeno porte destinam-se a mudar o regime do rio, diminuindo sua velocidade que é causadora de erosões;

Conservação de água – destinam-se a armazenar as águas pluviais, ficando com uma reserva apta para qualquer período de carência de água;

Controle de poluição – para captação de resíduos, geralmente anexadas na barragem principal, com a finalidade de desviar uma parcela e estabelecer uma qualidade melhor ao final do curso;

Geração de Energia – através de instalações de usinas hidrelétricas nestas barragens;

Navegação – proporcionando navegabilidade em uma região para facilitar o transporte;

Dessedentação – onde animais mitigam sua sede;

3 – Parâmetros e variáveis para projeto

        O projeto de uma barragem é complexo, além de envolver uma gama enorme de estudos necessários para verificar sua viabilidade. Para a realização desses estudos, a ANA (Agência Nacional de águas) exige que os procedimentos realizados para a elaboração do projeto de uma barragem estejam de acordo com as últimas edições de normas e regulamentos da ABNT. Casos específicos não contemplados pelas normas brasileiras poderão ser supridos por normas de organizações internacionais autorizadas pelo ANA.